【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于废水生物处理领域，具体涉及一种新型厌氧生物载体(填料)及其制备方法与应用。
技术介绍
1、废水的厌氧生物处理分为水解阶段、酸化阶段、产氢产乙酸阶段和产甲烷阶段。厌氧废水处理过程一般需要水力停留时间较长，反应速度较慢，这主要是由于在产氢产乙酸有机物互营产甲烷过程，微生物间接种间电子传递低速瓶颈的影响而导致的。在有机物互营产甲烷过程中，互营细菌氧化脂肪酸和醇类产生电子并由电子载体传递至产甲烷菌，而产甲烷菌则接受电子将co2还原为ch4，这种微生物种间的电子传递是互营产甲烷过程的关键环节。传统理论认为，互营产甲烷微生物以h2/甲酸为载体间接传递电子实现互营生长，此过程称为“种间氢转移”和“种间甲酸转移”，但该过程受限于h2较低的溶解度和甲酸较低的扩散速率，电子传递效率较低，是互营产甲烷的主要限速步骤。因此，强化微生物种间电子传递被认为提高厌氧生物处理效率的重要突破口。
2、在厌氧生物膜法处理过程中，生物载体是生物膜法废水处理技术的核心。作为微生物的载体影响生物生长、繁殖和净化过程。其效能与污水处理的效率、能耗、稳定性密切相关。如何改进提高厌氧生物载体，充分发挥其在微生物代谢过程中的促进作用，是提高厌氧生物膜法废水处理净化效率的关键。
技术实现思路
1、专利技术目的：本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种新型厌氧生物载体及其制备方法，改善厌氧生物膜的表面亲水性和导电性，提高厌氧菌种的生化处理效能，从而提高产甲烷或脱氮效果。
2、为了
3、一种新型厌氧生物载体的制备方法，包括如下步骤：
4、(1)将生物载体进行表面亲水改性处理(如硅藻土则省去该步骤)；
5、(2)将步骤(1)亲水改性处理后的载体，浸入含氧化剂的水溶液中，使其表面沾有含氧化液水膜；
6、(3)将步骤(2)沾有氧化液水膜的载体干燥；
7、(4)将步骤(3)干燥后的载体浸渍于有机溶剂中，使载体表面沾有的氧化剂与有机溶剂发生聚合反应；
8、(5)烘干载体，使载体表面未聚合的有机溶剂完全挥发；
9、(6)重复步骤(2)至步骤(5)过程1～5次，水洗、烘干即得。
10、具体地，步骤(1)中，所述的生物载体包括有机载体和无机载体；其中有机载体为悬浮载体、固定载体中的任意一种；所述的固定载体至少包括弹性填料、软性填料、半软性填料和辫带式填料中的任意一种；所述悬浮填料为有机悬浮填料，其材质包括聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯中的任意一种；所述无机载体包括硅藻土、沸石、活性炭粉末载体的中任意一种或多种。
11、具体地，步骤(1)中，所述的表面亲水改性处理的方法采用等离子体改性、辐照改性中的任意一种。其中，等离子体改性是将载体置于等离子体处理设备的真空腔内，开启真空泵抽真空，然后注入氧气。再启动等离子体处理设备的射频源，使设备内部出现辉光放电等等离子体现象。从而提高生物载体表面有机物的氧含量，提高表面润湿性。辐照改性是利用电子束辐照或γ射线将亲水基团接枝在载体上。利用紫外光改性，即利用紫外光的辐射将亲水性基团与载体表面接枝实现改性。
12、具体地，步骤(2)中，所述的氧化剂选自过硫酸盐、高锰酸盐、氯酸盐、重铬酸盐中的任意一种或两种以上的混合；氧化剂在水溶液中的浓度在0.01mol/l～10mol/l之间，浸渍时间为1s～2h。
13、具体地，步骤(3)中，所述的干燥采用自然晾干或高温烘干。其中，自然晾干时间一般为2h～3d。高温烘干是将浸渍后的载体置于烘箱内，调整温度至90～130℃，优选100～105℃。直至载体表面干燥无水分为止。
14、具体地，步骤(4)中，所述的有机溶剂选自苯胺、吡咯或噻吩中的任意一种；浸渍时间为5s～30min，然后取出静置5min～2h。
15、具体地，步骤(5)中，所述的烘干方式可选用烘箱高温烘干(烘干温度一般在有机物沸点左右)，或负压低温烘干。即将载体置于密闭干燥箱中，对干燥箱进行抽真空处理。其中可对载体进行加温或不加温。如加温的话，其烘干温度下限为常温，上限为有机物沸点的80％(以摄氏度计)。
16、进一步地，采用上述制备方法所制备得到的厌氧生物载体也在本专利技术的保护范围之内。
17、更进一步地，本专利技术还要求保护上述厌氧生物载体在厌氧反应中互营产甲烷中的应用。
18、更进一步地，本专利技术还要求保护上述厌氧生物载体在厌氧生物膜法处理废水中的应用。
19、有益效果：
20、(1)厌氧反应中，互营产甲烷微生物以h2/甲酸为载体间接传递电子实现互营生长，此过程称为“种间氢转移”和“种间甲酸转移”，但该过程受限于h2较低的溶解度和甲酸较低的扩散速率，电子传递效率较低，是互营产甲烷的主要限速步骤。因此，强化微生物种间电子传递被认为提高厌氧生物处理效率的重要突破口。本专利技术方法对传统的载体进行改性。通过将苯胺、吡咯、噻吩等物质在载体表面聚合形成聚苯胺、聚吡咯和聚噻吩等导电性物质，使载体不仅成为微生物负载的载体，而且成为参与不同微生物互营生长的电子传递媒介，促进生化反应过程的种间电子传递，从而突破互营产甲烷的限速步骤。实现高效厌氧反应，废水的cod降解效率和产甲烷效率得到迅速提高。
21、(2)本专利技术不仅适用于厌氧产甲烷过程，也适用于厌氧氨氧化、硝化反硝化等需要不同微生物种属互营合作实现污染物降解的生化反应和废水处理过程。
22、(3)此外，本专利技术通过表面聚合，一定程度上还可改善载体的亲水性，增加载体负载微生物的能力。
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1.一种新型厌氧生物载体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的新型厌氧生物载体的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的生物载体包括有机载体和无机载体；其中有机载体为悬浮载体、固定载体中的任意一种；所述的固定载体至少包括弹性填料、软性填料、半软性填料和辫带式填料中的任意一种；所述悬浮填料为有机悬浮填料，其材质包括聚氨酯、聚乙烯和聚丙烯中的任意一种；所述无机载体包括硅藻土、沸石、活性炭粉末载体中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的新型厌氧生物载体的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的表面亲水改性处理的方法采用等离子体改性、辐照改性中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的新型厌氧生物载体的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的氧化剂选自过硫酸盐、高锰酸盐、氯酸盐、重铬酸盐中的任意一种或两种以上的混合；氧化剂在水溶液中的浓度在0.01mol/L～10mol/L之间，浸渍时间为1s～2h。
5.根据权利要求1所述的新型厌氧生物载体的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述的干燥采用自然晾干或高温烘干。
6.根据权利要求1所述的新型厌氧生物载体的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述的有机溶剂选自苯胺、吡咯或噻吩中的任意一种；浸渍时间为5s～30min，然后取出静置5min～2h。
7.根据权利要求1所述的新型厌氧生物载体的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，所述的烘干采用烘箱高温烘干或者负压低温烘干；烘箱高温烘干的温度高于有机溶剂挥发温度。
8.权利要求1～7中任意一项所述制备方法所制备得到的厌氧生物载体。
9.权利要求8所述的厌氧生物载体在厌氧反应中互营产甲烷中的应用。
10.权利要求8所述的厌氧生物载体在厌氧生物膜法处理废水中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种新型厌氧生物载体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的新型厌氧生物载体的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的生物载体包括有机载体和无机载体；其中有机载体为悬浮载体、固定载体中的任意一种；所述的固定载体至少包括弹性填料、软性填料、半软性填料和辫带式填料中的任意一种；所述悬浮填料为有机悬浮填料，其材质包括聚氨酯、聚乙烯和聚丙烯中的任意一种；所述无机载体包括硅藻土、沸石、活性炭粉末载体中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的新型厌氧生物载体的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的表面亲水改性处理的方法采用等离子体改性、辐照改性中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的新型厌氧生物载体的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的氧化剂选自过硫酸盐、高锰酸盐、氯酸盐、重铬酸盐中的任意一种或两种以上的混合；氧化剂在水溶液中的浓...
【专利技术属性】
技术研发人员：陆继来，杨德荣，祁闯，毛利伟，张磊，张利民，
申请(专利权)人：南京财经大学，
类型：发明
国别省市：
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